Posibile galaxii fără stele sau galaxii întunecate din Universul timpuriu au fost descoperite de astronomi

Atunci când ne gândim la o galaxie ne imaginăm de obicei un disc uriaş conţinând sute de miliarde de stele, praf şi gaz interstelar, toate aflate într-o mişcare de rotaţie în jurul unui centru galactic.

Cu toate acestea, astrofizicienii au descoperit recent ceva neobişnuit: posibile galaxii din Universul timpuriu cu un număr foarte mic de stele sau chiar fără stele.

Se crede că aceste galaxii, care sunt cunoscute și sub denumirea de galaxii întunecate, reprezintă o etapă timpurie din evoluţia galaxiilor. Potrivit unor modele teoretice, aceste galaxii ar fi fost mult mai frecvente în Universul timpuriu, atunci când rata de formare a stelelor era mult mai mică.

Deoarece galaxiile întunecate nu conțin stele, ele emit o cantitate mică de radiaţii electromagnetice în domeniul vizibil şi în consecinţă sunt foarte dificil de detectat și de studiat. Din acest motiv, astronomii au observat puţine galaxii care prezintă caracteristicile unor galaxii întunecate.

În consecinţă, recenta descoperire a șase galaxii având aceste caracteristici i-ar putea ajuta pe astronomi să înţeleagă ce sunt galaxiile întunecate și ce rol au acestea în formarea galaxiilor.

Una dintre cele şase galaxii identificate de astronomi, care ar putea fi o galaxie întunecată. Credit: Marino / The Astrophysical Journal

Cercetătorii îndrumaţi de fizicienii de la ETH Zurich au reuşit să descoperire şase potenţiale galaxii de acest tip utilizând o tehnică de detecţie care se bazează pe prezența quasarilor.

Quasarii sunt unele dintre cele mai puternice surse de radiaţii electromagnetice din Univers şi energia lor se datorează găurilor negre supermasive din centrele galaxiilor.

Radiaţia electromagnetică emisă de un quasar nu provine de la gaura neagră din centrul unei galaxii, ci este generată de materia discului de acreţie din jurul găurii negre atunci când aceasta se prăbuşeşte spre gaura neagră.

Rezultă astfel o emisie puternică de radiaţii electromagnetice în domeniul ultraviolet, denumită radiaţie Lyman-alpha, care provine de la atomii de hidrogen.

Dacă o galaxie întunecată, bogată în hidrogen, se află aproape de o galaxie având un quasar în centru, atunci aceasta va genera o emisie de radiaţie electromagnetică în domeniul ultraviolet, iar linia spectrală corespunzătoarea radiaţiei Lyman-alpha va apărea în spectrul său.

Credit: Marino /The Astrophysical Journal

În anul 2012, astronomii au folosit această tehnică pentru a căuta galaxii întunecate din Universul timpuriu cu ajutorul telescopului Very Large Telescope al European Southern Observatory.

În anul 2014, un nou instrument de detecţie, Multi Unit Spectroscopic Explorer sau MUSE, a fost adăugat la acest telescop. Cu ajutorul acestuia, cercetătorii au studiat şase quasari şi au obținut informații spectrale complete pentru şase posibile galaxii întunecate.

Astronomii au reuşit să identifice aproximativ 200 de surse de radiaţii Lyman-alpha despre care ei cred că este puţin probabil să provină de la nişte galaxii normale unde se formează stele.

„Chiar dacă nu avem dovezi solide că aceste galaxii sunt într-adevăr galaxii întunecate, ele se aseamănă mult mai mult cu acestea decât oricare alte galaxii despre care știm. Acest lucru înseamnă că MUSE ar putea fi un instrument deosebit de valoros pentru căutarea acestor obiecte misterioase.

Fiecare quasar observat cu ajutorul MUSE ne-ar putea ajuta să descoperim şi alte posibile galaxii întunecate şi ne-ar putea oferi, de asemenea, informații importante cu privire la fazele timpurii de formare a galaxiilor”, afirmă cercetătorii în studiul lor care a fost publicat în The Astrophysical Journal.

Sursă: Science Alert